西藏路曲蛇绿岩地幔橄榄岩的贵金属元素地球化学特征

雅鲁藏布江蛇绿岩带是冈瓦纳板块与欧亚板块汇聚的几条主要缝合带之一。路曲蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带中部，分析了路曲蛇绿岩中橄榄岩的铂族元素（PGE）和Au的含量，其CE 量是原始地幔的1.7-3.3倍，相对于Ir而言，岩石的Pd,Pt含量较高，变化也较大，P/Ir,Pd/Pt比值明显高于球粒陨石的比值。PGE对原始地幔标准化模式呈正斜率型，地幔橄榄岩中CaO和Al2O3分别为0.30%-1.20%和0.04%-0.42%。说明路曲橄榄岩形成于亏损型地幔，Al2O3与Pt,Pd具有比Ir组PGE（IPGE，包括Os,Ir和Ru)更好的正相关关系，说明地幔岩中Al2O3的亏损使PGE之间发生了分异作用，但这种分异作用并不显著，地幔橄榄岩的稀土元素含量为原始地幔的约1／8，稀土元素的（La/Yb)N值为0.71-4.42，平均1.51,(La/Sm)s值为0.123-19.2,平均6.55;(Gd/Yb)s为0.023-2.64，平均0.28，推测在本区地幔岩受到过交代作用的影响，这种交 有较高的REE，PGE含量和高的Pd组PGE（PPGE，包括Pt和Pd)含量，结果可以形成路曲特征PGE含量的地幔岩。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因

错不扎蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段北亚带,岩体呈北西-南东走向带状产出,主要由地幔橄榄岩和辉长岩脉组成。地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,详细的矿物学及岩石地球化学研究表明,错不扎方辉橄榄岩中橄榄石为镁橄榄石,斜方辉石主要为顽火辉石,而单斜辉石主要为顽透辉石和透辉石,铬尖晶石具有高Al和高Mg(Mg#=60~70)特征。稀土配分图解显示其具有轻稀土亏损而重稀土富集的左倾型亏损地幔源区特征,(La/Yb)N=0.11~0.60,模拟结果显示其为经历了15%~20%部分熔融后的残余,与快速扩张大洋中脊环境下形成的深海橄榄岩的熔融程度(10%~22%)较为一致。此外,错不扎方辉橄榄岩轻稀土含量明显高于部分熔融模型中LREE的含量,而且,在微量元素原始地幔标准化图解中富集大离子亲石元素Rb、Sr和高场强元素Ta、Hf和Ti,这一特征指示错不扎方辉橄榄岩在大洋中脊环境形成后又受到后期俯冲带熔/流体的改造。结合南北两带不同蛇绿岩体构造环境的对比,笔者认为雅鲁藏布江西段南北两带蛇绿岩体具有相似的形成环境,两者在地理位置以及产状方面的差别可能是受到构造侵位的影响。     

西藏雅鲁藏布江缝合带泽当地幔橄榄岩的矿物化学和铂族元素特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量的铬铁矿化方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石。斜方辉石为顽火辉石,En端员组分变化于87.8~90.3。单斜辉石En组分变化于44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。二辉橄榄岩与方辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#为17.0~31.8,为富铝型尖晶石。泽当地幔橄榄岩PGE总量为16.67×10-9~32.59×10-9,与原始地幔相似。矿物化学特征显示泽当二辉橄榄岩属于深海型地幔橄榄岩,方辉橄榄岩属于弧前地幔橄榄岩。尖晶石Cr#、橄榄石Mg#的变化以及高Os含量(3.50×10-9~7.75×10-9)表明泽当地幔橄榄岩经历了部分熔融过程;正斜率的PGE配分模式以及较高的Pd/Ir值(1.09~3.94)表明泽当地幔橄榄岩受到了俯冲带环境下地幔交代作用的改造。泽当地幔橄榄岩矿物学特征与铂族元素地球化学特征显示其形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。     

雅鲁藏布江缝合带西段错不扎地幔橄榄岩铂族元素特征

对位于雅鲁藏布江缝合带西段北亚带错不扎地幔橄榄岩铂族元素地球化学特征进行研究,旨在对其岩石成因和构造环境进行限定。错不扎地幔橄榄岩以方辉橄榄岩和含单辉方辉橄榄岩为主。含单辉方辉橄榄岩具有较高的铂族元素(PGEs)含量,w(PGEs)=22.31×10~(-9)~36.12×10~(-9),平均值为29.60×10~(-9),高于原始地幔含量;而方辉橄榄岩的w(PGEs)处于17.34×10~(-9)~25.18×10~(-9)之间,平均值为21.08×10~(-9),略低于原始地幔值。相对岩浆成因超基性岩,两岩类皆强烈富Os和Ir,为部分熔融后残余的地幔体。含单辉-方辉橄榄岩及部分方辉橄榄岩含较高的Pd,(Pd/Ir)m比值远大于1,具左倾型PGE组成模式,而且两者都具有低于原始地幔的Cu/Pd比值。综合研究表明错不扎方辉橄榄岩是熔融程度较低的含单辉-方辉橄榄岩继续部分熔融后的残余;两者在部分熔融过程中可能存在部分赋存Pd的硫化物未完全溶解进入硅酸盐熔体,此后又受到俯冲带岩浆渗滤形成的富硫化物熔体的改造。     

MOR型蛇绿岩中地幔橄榄岩的地质特征

地幔橄榄岩是指来自陆下、弧下或洋脊下的岩石圈地幔岩,通常通过构造侵位(冷侵位)的方式存在于造山带中,如造山带橄榄岩、蛇绿岩中的橄榄岩以及火山岩中的地幔橄榄岩等。本文选取了4个具有MOR型属性的蛇绿岩中地幔橄榄岩体,对比研究了其与深海橄榄岩在岩石学、地球化学、同位素地球化学和岩石成因等方面的特征,认为与深海橄榄岩性质的综合对比是识别MOR型蛇绿岩中地幔橄榄岩的有效方法之一,同时在蛇绿岩的分类中具有较好的参考价值。     

西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带中地幔橄榄岩的成因

本文报道了西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带中橄榄岩的矿物化学资料.橄榄岩中主要造岩矿物化学成分的分析研究表明,该区橄榄岩为残余地幔成因,但它们不是地幔简单熔化的残余物.尖晶石中Cr#及辉石中Ti的广泛变化表明它们具有复杂的熔融历史及地幔交代作用的印记,其形成过程可能经历了两种构造环境的转变.早期在MORB环境下形成低Cr#(尖晶石)橄榄岩;其后由于洋内俯冲作用,早先形成的低熔橄榄岩被消减到岛弧之下再度发生熔融形成高Cr#(尖晶石)橄榄岩.从而,在古大洋消失之后形成的碰撞带上同时保存了MORB型和SSZ型两类蛇绿岩.     

雅鲁藏布江缝合带西段达机翁地幔橄榄岩及铬铁矿的铂族元素特征

达机翁蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带的西段北亚带,该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、玄武岩以及硅质岩组成,其中地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,同时含有少量的纯橄榄岩,纯橄岩主要呈不规则透镜状或团块状分布于方辉橄榄岩中。在达机翁地幔橄榄岩中产出有3种不同类型的铬铁矿,分别为块状,豆状以及浸染状铬铁矿。文章主要对达机翁地幔橄榄岩的方辉橄榄岩及豆荚状铬铁矿进行了研究,结合岩石的主量元素和铂族元素,对地幔橄榄岩和豆荚状铬铁矿的成因以及雅鲁藏布江缝合带的找矿远景进行了探讨。达机翁地幔橄榄岩具有较高的Mg O含量以及较低的Al2O3和Ca O等含量,这种亏损的全岩成分指示了达机翁地幔橄榄岩经历了较高的部分熔融作用,同时方辉橄榄岩的PGEs的总量为23.68×10-9~31.02×10-9,高于原始地幔的值,Pd和Cu 2个元素的含量较为分散明显偏离部分熔融曲线,指示了达机翁方辉橄榄岩可能遭受了熔体的改造,在熔体-岩石反应的过程中,导致了富含PPGE的硫化物的加入。达机翁豆荚状铬铁矿为高Cr型铬铁矿,具有IPGE和Rh明显富集以及Pt,Pd明显亏损的特征,不同类型的铬铁矿之间具有一致的PGEs的分配模式。雅鲁藏布江缝合带内大量分布的超镁铁岩体在岩石组合、地球化学特征、成因以及形成时代等方面,均具有相似性,是中国铬铁矿找矿的有利远景区。     

河南周庵铂族-铜镍矿床的稀土和铂族元素地球化学特征: 热液成矿的证据

河南周庵超基性岩体蕴含大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床,矿化带位于超基性岩体边缘与围岩的接触带.周庵超基性岩体轻稀土富集,其La/Sm_N比值为1.3～4.7,Sm/Yb_N比值为1.9～4.4,显示一定程度的LREE/HREE分异.原始地幔标准化的微量元素配分型显示弱的负Nb异常.岩体的M含量为70×10~(-60～2120×10~(-6),Cu含量为15×10~(-6)～1056×10~(-6);矿石的Ni含量为2592×10~(-6)～6549×10~(-6),Cu含量为1147×10~(-6)～3239×10`(-6).矿石的Ni/Cu比值(2.0～2.3)低于岩石样品(5-83).强蚀变矿化样品的PGE元素含量高于弱蚀变样品约一个数量级,所有样品的Pd/Ir和Pt/Ir比值高,Pd/Ir=1.4～21,Pt/Ir=2.4～22,表明PPGE相对IPGE富集.上述特征显示周庵岩体是构造侵位的地幔岩,岩体与围岩发生了较强烈的物质交换,含水流体交代作用导致了岩体-围岩物质交换和岩体边缘矿化.     

新疆库地蛇绿岩中变质橄榄岩的结构、矿物组合及其成因——兼论地幔部分熔融及其产物的正确表述

新疆库地蛇绿岩中的变质橄榄岩具有呈网络状的二级粒序结构。第一级粒序由发育地幔塑性变形组构的粗粒橄榄石、斜方辉石及少量单斜辉石和尖晶石组成。第二级粒序由充填在第一级粒序颗粒之间的微粒矿物组成，在这种粒序中发现了四种含透闪石的矿物组合，它们是由残余地幔岩经过地幔交代作用和部分熔融作用形成的。同时还研究了铬铁矿中的矿物化学组成和成因。在此基础上，提出了上地幔岩初始熔体和部分熔融特征表述的设想。     

西藏泽当地幔橄榄岩经历了碳酸盐熔体交代——单斜辉石的矿物化学证据

泽当地幔橄榄岩中单斜辉石的矿物化学成分总体呈现高 CaO、Mg O、Al₂O₃和低 Cr₂O₃、Na₂O、Ni O 的特征,从二辉橄榄岩、方辉橄榄岩到纯橄岩,单斜辉石的 Mg^#值( [100w（Mg）/w（Mg+Fe）],68.0～97.4)和 Cr₂O₃含量升高,Al₂O₃含量降低。单斜辉石的元素双变量图解显示,二辉橄榄岩处于低程度部分熔融的深海地幔橄榄岩区域,纯橄岩位于高程度部分熔融的弧前地幔橄榄岩区域,暗示泽当地幔橄榄岩可能经历了从大洋中脊（MORB）到洋内俯冲（SSZ）的两期构造过程。泽当地幔橄榄岩中单斜辉石的 Ca/Al 比值介于 4.80～58.69,其中二辉橄榄岩为 4.80～28.42,方辉橄榄岩为 19.12～44.83,纯橄岩为 25.07～58.69,指示可能经历了碳酸盐熔体的交代改造。矿物微区微量元素分析表明,泽当地幔橄榄岩中的单斜辉石具有高...     

Platinum-group elemental geochemistry of mafic and ultramafic rocks from the Xigaze ophiolite, southern Tibet

The Xigaze ophiolite in the central part of the Yarlung–Zangbo suture zone, southern Tibet, has a well-preserved sequence of sheeted dykes, basalts, cumulates and mantle peridotites at Jiding and Luqu. Both the basalts and diabases at Jiding have similar compositions with SiO₂ ranging from 45.9 to 53.5 wt%, MgO from 3.1 to 6.8 wt% and TiO₂ from 0.87 to 1.21 wt%. Their Mg^#s [100Mg/(Mg + Fe)] range from 40 to 60, indicating crystallization from relatively evolved magmas. They have LREE-depleted, chondrite-normalized REE diagrams, suggesting a depleted mantle source. These basaltic rocks have slightly negative Nb- and Ti-anomalies, suggesting that the Xigaze ophiolite represents a fragment of mature MORB lithosphere modified in a suprasubduction zone environment. The mantle peridotites at Luqu are high depleted with low CaO (0.3–1.2 wt%) and Al₂O₃ (0.04–0.42 wt%). They display V-shaped, chondrite-normalized REE patterns with (La/Gd)_N ratios ranging from 3.17 to 64.6 and (Gd/Yb)_N from 0.02 to 0.20, features reflecting secondary metasomatism by melts derived from the underlying subducted slab. Thus, the geochemistry of both the basaltic rocks and mantle peridotites suggests that the Xigaze ophiolite formed in a suprasubduction zone.Both the diabases and basalts have Pd/Ir ratios ranging from 7 to 77, similar to MORB. However, they have very low PGE abundances, closely approximating the predicted concentration in a silicate melt that has fully equilibrated with a fractionated immiscible sulfide melt, indicating that the rocks originated from magmas that were S-saturated before eruption. Moderate degrees of partial melting and early precipitation of PGE alloys explain their high Pd/Ir ratios and negative Pt-anomalies. The mantle peridotites contain variable amounts of Pd (5.99–13.5 ppb) and Pt (7.92–20.5 ppb), and have a relatively narrow range of Ir (3.47–5.01 ppb). In the mantle-normalized Ni, PGE, Au and Cu diagram, they are relatively rich in Pd and depleted in Cu. There is a positive correlation between CaO and Pd. The Pd enrichment is possibly due to secondary enrichment by metasomatism. Al₂O₃ and Hf do not correlate with Ir, but show positive variations with Pt, Pd and Au, indicating that some noble metals can be enriched by metasomatic fluids or melts carrying a little Al and Hf. We propose a model in which the low PGE contents and high Pd/Ir ratios of the basaltic rocks reflect precipitation of sulfides and moderate degrees of partial melting. The high Pd mantle peridotites of Xigaze ophiolites were formed by secondary metasomatism by a boninitic melt above a subduction zone.     

西藏普兰地幔橄榄岩中尖晶石内的钙长石包裹体及其成因

西藏普兰超镁铁岩体之东南缘与玄武岩接触界线附近的地幔橄榄岩中除有粒状半自形的钙长石产出外,还在尖晶石中发现有呈蠕虫状、浑圆状的钙长石包裹体存在.研究发现两种产状的钙长石An值都大于95且均无环带构造,说明钙长石从高Ca/Al比值的熔体中结晶时具有结晶时间短、结晶速度快的特点,可能形成于地壳较浅部位.从化学成分来看,包裹体形态的钙长石具有较高的Cr2O3含量,其寄主矿物尖晶石的Cr#值低且TiO2含量比深海橄榄岩中的尖晶石低得多,推断钙长石包裹体与寄主矿物尖晶石是在液相条件下几乎同时结晶的产物.综合研究表明钙长石包裹体的成因可能是玄武岩熔体在地壳较浅部位侵入方辉橄榄岩时,高温的玄武质熔体提供热源,使得方辉橄榄岩中尖晶石内的Cpx+ Opx细粒矿物包裹体在高温环境下发生熔融,发生Opx+ Cpx+ Sp→Ol+ Pl的反应,由于这种情况下尖晶石有剩余,故新生成的橄榄石和钙长石矿物仍然包裹于尖晶石内,从而形成尖晶石内部呈蠕虫状的钙长石包裹体.     

Geochemistry of arc-related mantle peridotites and gabbros from the Chaldoran ophiolite,NW Iran

ABSTRACT

The Neo-Tethys-related Chaldoran ophiolite peridotites in NW Iran are remnants of mantle lithosphere, exhumed tectonically during the Late Cretaceous. Harzburgite is the predominant peridotite type, associated with oceanic lower crust cumulate gabbros occasionally. The ophiolite rocks are unconformably overlain by Late Cretaceous-Paleocene sediments. New whole-rock geochemistry of the variably serpentinized harzburgites shows a depleted nature, exemplified by low Al₂O₃, CaO, TiO₂, V and Y and high Ni, Cr and Mg and also low rare earth element (REE) contents. The harzburgites present LREE enrichment. Positive correlations between some LREEs and high field strength elements (HFSE) suggest enrichment of LREEs by melt re-fertilization processes. Cr-spinels have Cr number of [Cr# = Cr/(Cr + Al) = 0.53–0.67], showing medium to high degree of partial melting (F = ~17-20%). Both whole-rock and mineral chemistry data show a supra-subduction zone setting and progressive depletion along with increase in spinel Cr# (MOR to fore arc). The cumulate gabbros have high MgO and SiO₂, low TiO₂ and Ti/V < 10 and also low chondrite normalized Dy (<8.5). The gabbro samples show enriched LREEs and LILEs and depleted HREEs and HFSEs with respect to MORBs.

Subduction initiation (SI) model in a fore-arc/proto-fore-arc environment is suggested for the upper mantle evolution of the Chaldoran ophiolite. The rocks have experienced depletion in a second melting process at the later stages of SI and compositions were probably modified by extraction of island arc tholeiitic (IAT) and possibly boninitic (BON) melts. The chemostratigraphic progression for ‘subduction initiation rule (SIR)’ is likely traceable in Chaldoran mafic-ultramafic sequence, which corresponds to the most Neo-Tethyan ophiolites and is similar to MOR to supra-subduction zone (SSZ) evolution of most Iranian ‘Inner’ and ‘Outer Zagros’ ophiolitic peridotites.     

苏北盘石山、练山地幔捕虏体的PGE地球化学

通过锍镍火试金预富集法,分析了位于郯庐断裂带东侧的盘石山、练山地幔橄榄岩包体中铂族元素(PGE)和Au含量.不同于部分熔融残留成因地幔橄榄岩中通常所观察到的负斜率型或平坦型的分布模式,这两地的地幔橄榄岩以Pt、Pd、Ru相对富集,Ir、Rh相对亏损的"燕子型"分布模式为特征.Pt、Pd等不相容元素富集说明上地幔除经历过早期的部分熔融外,还经历了后期富Pt、Pd的高熔/岩比的熔(流)体的层析分离交代作用影响.盘石山地幔橄榄岩的PGE总量比练山高,Os的含量也比原始地幔值高;而练山地幔橄榄岩的Os含量比原始地幔值低,说明交代作用带走了练山地幔橄榄岩中的Os,却没有很大改变盘石山地幔橄榄岩中的Os含量,这可能与交代熔(流)体含硫量饱和程度有关.Rh的负异常可能与部分熔融过程中熔体较低的fo2有关.     

Melt migration and melt-rock reaction in the Alpine-Apennine peridotites:Insights on mantle dynamics in extending lithosphere

The compositional variability of the lithospheric mantle at extensional settings is largely caused by the reactive percolation of uprising melts in the thermal boundary layer and in lithospheric environments.The Alpine-Apennine(A-A)ophiolites are predominantly constituted by mantle peridotites and are widely thought to represent analogs of the oceanic lithosphere formed at ocean/continent transition and slow-to ultraslow-spreading settings.Structural and geochemical studies on the A-A mantle peridotites have revealed that they preserve significant compositional and isotopic heterogeneity at variable scale,reflecting a long-lived multi-stage melt migration,intrusion and melt-rock interaction history,occurred at different lithospheric depths during progressive uplift.The A-A mantle peridotites thus constitute a unique window on mantle dynamics and lithosphere-asthenosphere interactions in very slow spreading environments.In this work,we review field,microstructural and chemical-isotopic evidence on the major stages of melt percolation and melt-rock interaction recorded by the A-A peridotites and discuss their consequences in creating chemical-isotopic heterogeneities at variable scales and enhancing weakening and deformation of the extending mantle.Focus will be on three most important stages:(i)old(pre-Jurassic)pyroxenite emplacement,and the significant isotopic modification induced in the host mantle by pyroxenite-derived melts,(ii)melt-peridotite interactions during Jurassic mantle exhumation,i.e.the open-system reactive porous flow at spinel facies depths causing bulk depletion(origin of reactive harzburgites and dunites),and the shallower melt impregnation which originated plagioclase-rich peridotites and an overall mantle refertilization.We infer that migrating melts largely originated as shallow,variably depleted,melt fractions,and acquired Si-rich composition by reactive dissolution of mantle pyroxenes during upward migration.Such melt-rock reaction processes share significant similarities with those documented in modern oceanic peridotites from slow-to ultraslow-spreading environments and track the progressive exhumation of large mantle sectors at shallow depths in oceanic settings where a thicker thermal boundary layer exists,as a consequence of slow-spreading rate.     

内蒙古北山地区芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性及与成矿关系:来自阿民乌素地幔橄榄岩印证

阿民乌素地幔橄榄岩属芨芨台子-小黄山蛇绿岩带一部分,该构造带南北两侧地质体无明显差异,不具分界断裂的构造特征。本文对阿民乌素地幔橄榄岩与月牙山地幔橄榄岩进行岩石化学、地球化学对比分析,为芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性提供新依据,并对阿民乌素蛇绿岩成矿潜力进行分析研究。笔者所在团队在地幔橄榄岩上部的辉长岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄值为462.5±3.2 Ma,属中奥陶世。其上发育奥陶纪-志留纪公婆泉组岛弧拉斑玄武岩。该期地幔橄榄岩轻重稀土之比LR/HR＝1.63~3.68, (La/Sm)N＝1.70~6.92,(Gd/Yb)N＝0.36~0.52,表明岩石轻稀土略富集,稀土配分曲线呈不规则“U”型,估算其为原始地幔橄榄岩经过10%~20%部分熔融的残留物。原始地幔标准化蛛网图富集高场强元素U、Zr、Hf、Yb和大离子亲石元素Rb、Sr,亏损高场强元素Nb、Ti和大离子亲石元素Ba。与月牙山地幔橄榄岩标准化蛛网图对比,最大区别在于阿民乌素地幔橄榄岩明显亏损高场强元素Ti。初步研究认为阿民乌素地幔橄榄岩属SSZ型、高压型蛇绿岩,是岛弧裂谷的产物。该橄榄岩具有形成大型铬铁矿的成矿构造背景,是寻找蛇绿岩型铬铁矿的有利部位。     

内蒙古阿巴嘎地幔岩捕掳体与岩石圈地幔性质探讨

阿巴嘎地区新生代地幔捕掳体岩性主要为尖晶石二辉橄榄岩,矿物组成有橄榄石(Fo89-91)、单斜辉石(Wo43-49En44-49Fs3-11)、斜方辉石(Wo0.7-2.2En88-91Fs8-11)和铬尖晶石(Cr6#-20)。橄榄岩结构以碎斑结构为主,除此还可见海绵边结构、重结晶结构、粗粒结构和变晶结构,部分橄榄石发育膝折带和伊丁石化现象,这些特征暗示该区地幔经历了较强烈的熔体-岩石圈相互作用和复杂的演化过程。大地构造位置上,阿巴嘎与大兴安岭哈拉哈河-绰尔河及五大连池-科洛同处在兴蒙造山带上,但阿巴嘎表现出与华北克拉通西部北缘相似的热状态及饱满型-过渡型的岩石圈地幔性质,区别于大兴安岭中部具有古老残留的岩石圈地幔,暗示着兴蒙造山带之下的岩石圈地幔存在时空上的不均一性。而这种大尺度岩石圈地幔的不均一性可能与软流圈-岩石圈相互作用程度、上地幔复杂的地质演化及兴蒙造山带内部不同块体的活动强度、时间等性质有关。     

西藏雅鲁藏布江缝合带普兰地幔橄榄岩铬尖晶石成因研究

普兰蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,其中地幔橄榄岩由方辉橄榄岩、含单斜辉石方辉橄榄岩以及少量二辉橄榄岩及纯橄岩组成。尖晶石是地幔橄榄岩中常见的副矿物,可以作为重要的岩石学成因指示剂。在野外地质调查基础上,通过岩相观察、电子探针、尖晶石成分面分析、电子背反射衍射分析,可将普兰地幔橄榄岩铬尖晶石分为三类:第一类铬尖晶石呈自形,粒径较小(<100μm),或包裹于斜方辉石中,或杂乱分布于橄榄石和辉石之间,具有高Cr^#(>0.6)、低Mg^#(0.43~0.57)的特征,为部分熔融+玻安质熔体交代成因;第二类铬尖晶石呈半自形-他形,粒径较大(>100μm),常含有橄榄石、辉石包裹体,具有中Cr^#(0.17~0.42)、高Mg^#(0.63~0.77)的特点,主要受部分熔融作用影响;第三类铬尖晶石呈他形蠕虫状与辉石交生在一起构成后成合晶结构,粒径变化较大,具有低Cr#(0.17~0.28)、高Mg^#(0.67~0.77)的特点。EBSD分析结果显示尖晶石、辉石的结晶学优选方位(CPO)较为相似,表明为同一矿物分解而来,单斜辉石与大陆岩石圈地幔捕掳体中石榴子石的稀土元素对比表明构成后成合晶结构的辉石和铬尖晶石为具有大陆岩石圈地幔属性的高压石榴子石退变分解而成。综合分析表明:普兰蛇绿岩的地幔橄榄岩体在从石榴子石相深度上升过程中发生了石榴子石退变、岩石部分熔融及熔体渗透作用,岩体经历了威尔逊旋回初期的大陆裂谷阶段,主体经历了中-低程度的部分熔融,类似大洋中脊环境,局部受到了富硅、富镁玻安质熔体的影响。     

蛇绿岩地幔岩中自由SiO2的发现及其地质意义

自由SiO_2系指石英及其同质多型物(polymorphs)柯石英、斯石英等。石英广泛分布于地壳中的各种岩石中,柯石英和斯石英只存在于超高压岩石和陨石坑中。由于石英和非饱和SiO_2的橄榄石不能共生,因此在地幔橄榄岩和超镁铁岩中不存在原生石英。最近笔者在西藏罗布莎蛇绿岩的地幔岩(方辉橄榄岩)的豆荚状铬铁矿中发现了自由SiO_2和柯石英相。根据高温高压相平衡实验资料,橄榄石、辉石这样的硅酸盐矿物在地幔深部的压力条件下可以分解成简单氧化物,如FeO(方铁矿)、MgO(方镁石)以及SiO_2(斯石英)等。由此推测,西藏蛇绿岩地幔岩中自由SiO_2可能是来自于下地幔的矿物,是地幔柱作用将其搬运到上地幔浅部。